Erzielung einer gesteigerten photosynthetischen Effizienz

Das Projekt „Realizing Increased Photosynthetic Efficiency“ (RIPE) ist ein translationales Forschungsprojekt , das Pflanzen gentechnisch so verändert, dass sie effizienter Photosynthese betreiben und dadurch höhere Ernteerträge erzielen. ^{[ 1 ]} RIPE hat zum Ziel, die landwirtschaftliche Produktion weltweit zu steigern und insbesondere Hunger und Armut in Subsahara-Afrika und Südostasien durch eine nachhaltige Ertragssteigerung wichtiger Nahrungspflanzen wie Sojabohnen , Reis , Maniok ^{[ 2 ]} und Augenbohnen ^{[ 3 ]} zu bekämpfen . Das RIPE-Projekt startete 2012 mit einer fünfjährigen Förderung der Bill & Melinda Gates Foundation in Höhe von 25 Millionen US-Dollar . ^{[ 4 ]} 2017 erhielt das Projekt eine Reinvestition in Höhe von 45 Millionen US-Dollar von der Gates Foundation, der Foundation for Food and Agriculture Research und dem britischen Ministerium für internationale Entwicklung . ^{[ 5 ]} 2018 steuerte die Gates Foundation weitere 13 Millionen US-Dollar bei, um den Projektfortschritt zu beschleunigen. ^{[ 6 ]}

Im 20. Jahrhundert steigerte die Grüne Revolution die Erträge durch Fortschritte in der Pflanzenzüchtung und im Landmanagement dramatisch . ^{[ 7 ]} Dieser Phase landwirtschaftlicher Innovationen wird zugeschrieben, Millionen von Menschenleben gerettet zu haben. ^{[ 8 ]} Diese Ansätze stoßen jedoch an ihre biologischen Grenzen, was zu einem Stillstand der Ertragssteigerungen führt. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) prognostizierte 2009, dass die globale Nahrungsmittelproduktion bis 2050 um 70 % steigen muss, um die geschätzte Weltbevölkerung von 9 Milliarden Menschen zu ernähren. ^{[ 9 ]} Die Deckung des Bedarfs bis 2050 wird zusätzlich durch schrumpfende Ackerflächen , abnehmende natürliche Ressourcen und den Klimawandel erschwert . ^{[ 10 ]}

Die Machbarkeitsstudie des RIPE-Projekts zeigte, dass die Photosynthese verbessert werden kann, um die Erträge zu steigern ^{[ 11 ]} (veröffentlicht in Science ^{[ 12 ])} . Der Guardian zählte diese Entdeckung zu den zwölf wichtigsten wissenschaftlichen Ereignissen des Jahres 2016 ^{[ 13 ]} . Computersimulationen identifizieren Strategien zur Verbesserung der grundlegenden Mechanismen der Photosynthese und zur Ertragssteigerung ^{[ 14 ]} . Zunächst werden Modellpflanzen, die in kontrollierten Umgebungen wie Klimakammern und Gewächshäusern getestet werden, gentechnisch verändert. Erfolgreiche Transformationen werden anschließend in randomisierten, replizierten Feldversuchen erprobt. Schließlich werden Transformationen mit statistisch signifikanten Ertragssteigerungen auf die Zielpflanzen des Projekts übertragen ^{[ 15 ]} . Wahrscheinlich lassen sich mehrere Ansätze kombinieren, um den Ertrag additiv zu steigern. Der „globale Zugang“ stellt sicher, dass Kleinbauern das geistige Eigentum des Projekts nutzen und sich leisten können ^{[ 16 ] .}

RIPE wird von der University of Illinois am Carl R. Woese Institute for Genomic Biology geleitet . Zu den Partnerinstitutionen des Projekts gehören die Australian National University , die Chinesische Akademie der Wissenschaften , die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation , die Lancaster University , die Louisiana State University , die University of California in Berkeley , die University of Cambridge , die University of Essex und das Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten / Agricultural Research Service .

Der Vorstand überwacht die verschiedenen Forschungsstrategien; seine Mitglieder sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.